2020年11月13日 星期五
大数据有效提升电网智能化水平
□ 杨晓宁

    过去20年,特别是近10年是我国电站和电网建设的高速发展阶段,水、风、光等可再生能源发电装机规模急剧扩大,截至2017年底,分别达到3.41亿千瓦、1.64亿千瓦、1.3亿千瓦,较10年前增长了2.3、2.9、1300倍。这些电源通过超特高压交直流网架实现了地区之间、省际之间、区域之间的广泛互联,构成了庞大且复杂的区域或省级电网多元混合发电调度系统。

    现阶段,仅一省级电网直接调度的大中型电站已经突破400座,区域电网的电站规模更为庞大。为精细化调度和管理如此大规模发电系统,电网不断推进与之配套的信息化建设进程,逐步建成了运行管理系统、运行控制系统、负荷预测系统、水调自动化系统、新能源功率预测系统、电站上报系统、安全校核系统、电力交易系统等一批发电生产和信息管理应用系统,产生并积累了海量、多源、多维、多尺度、多对象、长系列运行数据,这些数据为实现数据化管理提供了数据基础。如何高效利用这些数据,以切实服务于超大规模调度系统分析及发电决策,是建设智能电网面临的重要技术之一,需要引入新的大数据思维方式。

    近些年,大数据已引起产业界和学术界的广泛关注,在商业、金融、交通、能源等领域得到重点研究和应用。电力工业作为能源领域大数据技术重要应用方向之一,相关研究已经覆盖发、输、变、配、用、调等电力生产的各个环节。

    美国电力科学研究院分别针对输电网和配电网,启动了输电现代化示范和配电现代化示范两个大数据项目,以提高输配电网的运行管理水平;加州大学洛杉矶分校(UCLA)和当地政府合作开发了“洛杉矶”电力地图,为电网规划运行和能效决策提供可视化分析工具;美国Autogrid公司、C3 energy公司等利用电力大数据实现了用电分析和预测,以及需求侧响应管理;美国国家大气科学中心采用计算智能技术开展了风电、光伏发电功率的大数据研究和应用;法国电力公司集成用电负荷、气象、电网运行等数据,开发了用电数据采集应用系统;加拿大BC Hydro电力公司开展了用户侧智能电表数据研究,以识别和修正配网拓扑连接关系异常错误;Cloudera公司开发了田纳西流域管理局智能电网项目,可管理规模巨大的电网相量测量单元数据,为北美电力系统可靠运行提供数据服务。

    在国内,中国电机工程学会信息化专委会发布了《中国电力大数据发展白皮书》,掀起了大数据的研究热潮;国网江苏省电力公司开发建设了营销大数据智能分析系统,实现了电量、负荷、地理、气象等多维度数据关联分析;南方电网集成GIS、营销、计量自动化、配网自动化、配网生成和配网工程六类数据,建成了营销一体化的信息集成平台,利用大数据驱动实现供电可靠性管理、配网调度等10多项业务功能。

    总之,水风光等再生能源发展使得电力调度数据出现暴发式增长,并呈现多源、异构、高维等大数据典型特定,如何应对电力大数据的集成管理及高效应用,是我国电网运行的重大技术挑战之一。伴随电力大数据的深入研究和平台建设,大数据技术在负荷预测、发电功率预测、用电行为分析、设备监控、安全评估、故障预警等智能电网典型场景,已实现分析和应用,有效提升了电网的智能化水平。

    (作者单位:北京弘治锐龙教育科技有限公司)

京ICP备06005116